MARCATORE A MICROPERCUSSIONE, A COSA SERVE E LA SINERGIA CON I MICRO FIBROSCOPI

Uno dei pilastri dell’industria 4.0 è il tracciamento: ogni singolo elemento, dalla piccola valvola fino al grande telaio di un’auto, deve poter essere monitorato lungo ogni fase del proprio processo di lavorazione. Lo strumento che permette alle aziende di riuscire in questo intento è il cosiddetto marcatore a micropercussione (anche detto marcatore a micropunti). Di che cosa si tratta?

Nelle prossime righe osserveremo da vicino le sue caratteristiche ed il suo funzionamento. Al tempo stesso ci soffermeremo sulle principali applicazioni ed infine, osserveremo come i micro fibroscopi risultano essenziali per le successive operazioni di controllo qualità.

Che cos’è un marcatore a micropercussione?

Il marcatore a micropercussione è un dispositivo d’incisione meccanica in grado di tracciare direttamente su metalli e plastiche:

• codici alfanumerici;
• codici a barre;
• matrici di dati 2D;
• loghi aziendali;
• marchi di fabbrica 

Le incisioni si contraddistinguono per la loro durata nel tempo: resistono ad agenti atmosferici, così come ad urti e pressioni. Tutto questo è possibile grazie al principio di funzionamento alla base del marcatore, ovvero la deformazione plastica della materia. Il macchinario, infatti, non rimuove materiale né genera trucioli, ma modifica la conformazione del substrato riposizionando la materia.

Il “cuore pulsante” del marcatore a micropercussione è rappresentato dal punzone. Si tratta di una sorta di spillo in carburo di tungsteno rivestito a volte anche con una punta di diamante. Il dispositivo picchietta ad alta frequenza la superficie da marcare imprimendo una fitta serie di micro-impronte sferiche. La successione ravvicinata e coordinata di questi piccoli avvallamenti crea linee continue, lettere, numeri e disegni complessi pienamente leggibili sia a occhio nudo, sia dai lettori automatici.

Come viene alimentato il marcatore a micropunti?

L’operatività del marcatore a micropunti dipende da due sistemi di alimentazione differenti scelti in base al tipo di applicazione. Quali sono?

Sistema ad azionamento pneumatico

La spinta del punzone verso la superficie e il suo successivo riposizionamento vengono gestiti mediante flussi d’aria compressa. Attraverso l’azionamento pneumatico si ottengono marcature estremamente profonde, le quali risultano ideali per i materiali ad alta durezza. 

Sistemi ad azionamento elettrico o meccanico

La corsa del perno è regolata da impulsi elettrici o da meccanismi a molla ad alta precisione. Tale configurazione consente di regolare al millimetro la forza dell’impatto del punzone. Non a caso, l’azionamento elettrico o meccanico viene utilizzato quando è necessario operare su dettagli sottili o superfici delicate.

Per quali materiali è adatta la marcatura a micropunti?

La gamma dei materiali che possono essere sottoposti alla marcatura a micropunti è davvero ampia. Proviamo a stilare una lista dei principali:

• metalli ferrosi e non ferrosi. Tra questi troviamo l’acciaio, l’alluminio, il titanio, il rame, l’ottone, il bronzo e la ghisa.
• materiali plastici come PVC, acrilico, polietilene, polipropilene, ABS e resine sintetiche;
• materiali compositi come fibra di carbonio, Kevlar, ceramica industriale, vetro e persino legno rigido;
• superfici sottoposte a processi di verniciatura, zincatura o galvanica.

Come funziona un marcatore a micropercussione?

Osserviamo ora come la marcatura a micropercussione viene inserita all’interno di un ciclo produttivo. Il processo si articola lungo diverse fasi.

Preparazione e pulizia della superficie

La superficie destinata all’incisione viene preventivamente liberata da residui di grasso, oli da taglio, polveri o trucioli. La sua pulizia garantisce che ogni singolo colpo dello spillo penetri con la massima uniformità.

Programmazione

L’operatore imposta i dati da stampare mediante un’unità di controllo integrata o tramite un software gestionale collegato alla rete di fabbrica. In questa fase si definiscono i numeri di serie o i codici che verranno impressi, così come si regolano i parametri del marcatore, tra cui frequenza degli impatti, profondità dell’impronta e velocità di traslazione della testina.

Posizionamento del componente

Il pezzo da marcare viene inserito nell’area di lavoro ed eventualmente bloccato con staffe o morse per assicurare che le coordinate programmate corrispondano esattamente al punto desiderato.

Esecuzione dell’incisione

Una volta azionato il marcatore a micropercussione, la testa muove lo spillo sul pezzo ad alta velocità, il quale esegue la sequenza di colpi utile a riprodurre la composizione grafica impostata.

Controllo qualità

Terminata la marcatura, il pezzo viene sottoposto a verifica. L’ispezione può avvenire visivamente oppure mediante lettori ottici e telecamere industriali per garantire che i codici bidimensionali abbiano la nitidezza necessaria per la lettura automatica.

Quali sono i vantaggi della micropercussione?

Il sistema di marcatura a micropunti assicura tutta una serie di vantaggi. Quali sono?

Uno dei punti di forza principali di questa metodologia risiede nella capacità di adattarsi a geometrie complesse e non omogenee. In molti contesti industriali, infatti, le superfici da incidere non sono perfettamente piane: basta pensare alle curvature di una tubazione idraulica, al corpo di una flangia o ai rilievi di un pezzo fuso in ghisa. Nei marcatori di ultima generazione il punzone è in grado di riposizionarsi e compensare autonomamente le variazioni d’altezza.

A tutto ciò si aggiunge anche la possibilità di ottenere solchi profondi fino a 0.5 mm. Questa caratteristica garantisce che la sigla stampata non si cancelli né in caso di sfregamento meccanico, né in caso di esposizione ad agenti chimici e atmosferici.

Infine, uno dei vantaggi della marcatura a micropercussione è la sua velocità di esecuzione: può incidere dai 4 agli 8 caratteri al secondo.

In quali settori si utilizzano i marcatori a micropunti?

Il marcatore a micropercussione è indubbiamente uno strumento versatile. Infatti, trova applicazione in numerosi contesti industriali.

Partiamo dall’automotive. Qui viene utilizzato per stampare il codice VIN, ovvero il codice identificativo del veicolo che viene apportato sul telaio. Nel campo dell’aerospazio, invece, il marcatore è usato per contrassegnare parti strutturali e componenti di turbine.

Allo stesso modo, nel settore ferroviario il macchinario viene sfruttato per tracciare le rotaie, così come travi e tubazioni di grandi dimensioni. Il marcatore a micropunti trova spazio anche nella costruzione degli impianti, dove viene impiegato per identificare valvole, parti di ricambio e raccordi oleodinamici.

Il controllo delle incisioni attraverso i micro fibroscopi

Nel settore aerospaziale e della meccanica di precisione la marcatura deve essere spesso e volentieri effettuata all’interno di cavità e condotti difficilmente accessibili. In questi contesti il micro-fibroscopio diventa essenziale per verificare la correttezza delle incisioni.

Infatti, quando un marcatore incide un codice all’interno di un blocco motore o un corpo valvola, questo non è visibile né ad occhio nudo, né con le consuete telecamere utilizzate per i controlli qualità.

Attraverso le sonde microscopiche è possibile penetrare all’interno dei componenti appena citati e verificare:

• la presenza e la leggibilità del codice inciso;
• la definizione dell’impronta tramite l’osservazione della distanza tra i punti o la profondità del tratto rispetti gli standard di contrasto richiesti dai lettori automatici.

Il supporto dei micro fibroscopi nella marcatura a micropunti però non termina qui. I marcatori applicano una forza locale per deformare il metallo, la quale potrebbe modificare le tolleranze interne di componenti delicati, come ad esempio gli iniettori del motore di un’auto.

L’ispezione tramite micro fibroscopio consente di verificare che:

• l’impatto del punzone non abbia generato micro-cricche o fessurazioni strutturali nel materiale attorno all’area marcata;
• non si siano sollevate bavette metalliche o residui all’interno dei canali, elementi che potendo staccarsi durante il funzionamento del macchinario rischierebbero di ostruire il passaggio dei fluidi o danneggiare il sistema.

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